38、光伏供电直流电机驱动水泵系统的建模与仿真

光伏供电直流电机驱动水泵系统的建模与仿真

1. 直流电机建模

直流电机具有广泛的应用场景。在确定控制律之前，对动态过程进行建模通常是必要的。为了获得准确的模型，需要在各种方法中选择合适的方法。数值模型的设计是通过确定离散或连续传递函数来完成的，其结构通常由经验方法确定。对于经典控制技术的确定，这样的模型通常就足够了。

1.1 独立励磁直流电机的运行方程

• 电气方程 ：
  [V = RI + L\frac{dI}{dt} + E]
  其中：

  • (V)：电枢的供电电压
  • (R)：电枢的总电阻（包括补偿绕组）
  • (I)：电枢电流
  • (L)：电枢的总漏感
  • (E)：产生的反电动势

• 机械方程 ：
  [C_m - C_r = J\frac{d\omega}{dt} + f\omega]
  其中：

  • (C_m)：电机转矩
  • (C_r)：阻力转矩
  • (J)：总转动惯量（电机和被驱动机器）
  • (f)：粘性摩擦系数
  • (\omega)：电机轴的角速度

• 反电动势和转矩方程 ：
  [E = K_m\omega]
  [C_